Ciências 9º ano



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. Acesso em: 9 jun. 2015.

Para saber mais

Se você organizar os elementos da Tabela Periódica em ordem crescente de massa atômica, como Mendeleiev propôs, observará que alguns elementos, como o níquel (Ni) e o cobalto (Co), ficariam em posições invertidas, comparando com a Tabela Periódica da página 79. No entanto, na Tabela de Mendeleiev, a posição desses elementos está igual à da Tabela Periódica atual. Para justificar tais mudanças de posição, Mendeleiev supôs que as medidas de massas atômicas na época fossem imprecisas.



Página 76

Número atômico e número de massa

Determinadas descobertas, como as de outros elementos químicos, levaram a mudanças na configuração da Tabela Periódica. Uma das mais marcantes resultou do trabalho desenvolvido por Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915).

Ao estudar a radiação emitida por substâncias formadas por diferentes elementos químicos quando um feixe de elétrons colidia com o material, ele observou que essa radiação estava relacionada à carga elétrica do núcleo, ou carga nuclear, de cada átomo, e que átomos de diferentes elementos químicos emitiam radiações distintas, ou seja, seria possível diferenciar átomos de elementos distintos pela carga nuclear.

Lembre-se de que no núcleo apenas os prótons possuem carga elétrica e, portanto, a carga nuclear de um átomo está relacionada à quantidade de prótons do núcleo atômico.

O número de prótons de um átomo ficou conhecido como número atômico, sendo representado pelo símbolo Z.

A descoberta de Moseley mostrou-se importante para a Química, pois foi possível formular um novo significado para a expressão “elemento químico”: átomos que possuem a mesma quantidade de prótons. Assim, os elementos químicos passaram a ser ordenados na Tabela Periódica em função de seu número atômico e de suas propriedades.

Com a descoberta das partículas subatômicas (próton, elétron e nêutron), diversos cientistas buscaram caracterizá-las de acordo com suas propriedades, como massa e carga elétrica.

Veja um resumo dessas características a seguir.



PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS

Propriedade

Próton

Elétron

Nêutron

Carga elétrica relativa (adotando a carga elétrica do próton igual a +1 e assumindo-a como padrão de referência)

+1

−1

0

Massa relativa (adotando a massa do próton igual a 1 e assumindo-a como padrão de referência)

1

0,0005

1,0018

Perceba que a massa relativa dos nêutrons (1,0018) é muito próxima à dos prótons (1). Para fins de cálculos, podemos assumir que a massa de 1 nêutron equivale à massa de 1 próton, ou seja, é igual a 1.

Fonte de pesquisa: David R. Lide. CRC handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton: CRC Press, 2004.

Observe na tabela que a massa do elétron, em comparação com a do próton, é muito pequena, praticamente insignificante. Portanto, para calcular a massa relativa de um átomo, podemos considerar somente a quantidade de prótons e nêutrons que esse átomo possui.

A massa relativa de um átomo, também chamada de número de massa, é representada pelo símbolo A e corresponde à soma do número de prótons (ou número atômico) e nêutrons, simbolizada por n.



A = Z + n

Página 77

Representação de átomos e íons

De acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) – organização não governamental internacional dedicada a discutir diferentes aspectos da Química e a contribuir para a sua aplicação para a humanidade –, o número atômico (Z) deve ser representado no canto inferior esquerdo do símbolo do elemento, enquanto o número de massa (A), no canto superior esquerdo. Veja a seguir alguns exemplos.



Observe que os números em azul representam o número de massa dos átomos, enquanto os que estão em roxo representam o número atômico. Isso quer dizer que:

representa um átomo de sódio com 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons

A = Z + n → 23 = 11 + n → n = 12

representa um átomo de bromo com 35 prótons, 35 elétrons e 46 nêutrons

A = Z + n → 81 = 35 + n → n = 46

Para representar as cargas elétricas relativas de íons, a IUPAC recomenda a indicação da quantidade de carga elétrica seguida do sinal + para indicar carga positiva ou – para carga negativa.

Essa indicação deve aparecer no canto superior direito do símbolo do elemento químico. Quando a carga equivale a 1, ela pode ser indicada apenas pelo sinal – ou +. Veja os exemplos a seguir.





representa um íon (cátion) de magnésio com 12 prótons, 10 elétrons (número de prótons – número de elétrons = +2 → número de elétrons = 12 – 2 → número de elétrons = 10) e 12 nêutrons.

•. representa um íon (ânion) de enxofre com 16 prótons, 18 elétrons (número de prótons – número de elétrons = −2 → número de elétrons = 16 + 2 → número de elétrons = 18) e 16 nêutrons.

Para saber mais

Átomos com o mesmo número atômico

No início do século XX, o cientista Frederick Soddy (1877-1956), em conjunto com Rutherford, descobriu a existência de átomos de mesmo número atômico, mas que apresentavam massa atômica diferente. Esses átomos foram chamados de isótopos e, naquela época, acreditava-se que esse fenômeno ocorria somente com elementos radioativos. Anos mais tarde, Francis William Aston (1877-1945) constatou que esse fenômeno não se restringia somente aos elementos radioativos.

O conhecimento sobre os isótopos e o desenvolvimento de métodos para calcular sua massa foram fundamentais para a determinação da massa atômica de um elemento. Seu cálculo leva em consideração a massa de todos os isótopos de um elemento encontrado na natureza e a abundância relativa de cada um. Observe o exemplo a seguir:

• Considerando 100 átomos do elemento cloro, 75 deles têm massa atômica 35 (35Cℓ) e 25 têm massa atômica 37 (37Cℓ). Portanto, a massa atômica do cloro é:

35 × 0,75 + 37 × 0,25 = 35,5

Roteiro

Considere as seguintes representações: e . Indique o número de prótons, de elétrons e de nêutrons em cada um dos casos.



Página 78

A Tabela Periódica

Observe a Tabela Periódica da página ao lado; os elementos químicos estão organizados da esquerda para a direita, em ordem crescente de número atômico. As sete linhas horizontais numeradas de 1 a 7 na tabela periódica são chamadas de períodos.

Perceba que há dois espaços na tabela periódica, no 6º e no 7º períodos, para indicar as duas linhas abaixo da parte principal da tabela. A primeira linha, chamada de lantanídeos, corresponde aos elementos químicos que possuem o número atômico entre 57 e 71. Já a segunda linha, chamada de actinídeos, corresponde aos elementos químicos com número atômico entre 89 e 103.

As dezoito linhas verticais ou colunas numeradas de 1 a 18 na Tabela Periódica são denominadas grupos. Antigamente, essas linhas eram conhecidas como famílias e possuíam numeração diferente, indicada em parênteses na tabela (veja a página seguinte). Os elementos químicos de determinado grupo possuem semelhanças em suas propriedades.



Grupo

Nome

1

metais alcalinos

2

metais alcalinoterrosos

13

grupo do boro

14

grupo do carbono

15

grupo do nitrogênio

16

calcogênios

17

halogênios

18

gases nobres

Alguns grupos da Tabela Periódica recebem nomes especiais, como mostra o quadro acima.

Outra classificação dos elementos químicos

Os elementos químicos podem ser classificados de várias formas. Uma das classificações mais simples e utilizadas é a divisão em metais e não metais.

Os átomos dos elementos classificados como metais formam substâncias que conduzem bem o calor e a eletricidade. Com exceção do mercúrio (Hg), que é líquido, encontram-se no estado sólido nas condições ambientes, isto é, 25 °C e pressão atmosférica ao nível do mar.

Os átomos dos elementos conhecidos como não metais formam substâncias simples que não conduzem bem o calor e a eletricidade, com exceção do carbono na forma de grafite. Nas condições ambientes, podem ser encontrados no estado gasoso (por exemplo, hidrogênio e nitrogênio), no estado líquido (por exemplo, bromo) e no estado sólido (por exemplo, boro e carbono).



Fig. 1 (p. 78)

Tabela Periódica dos Elementos classificada em metais (rosa) e não metais (azul).

Paula Radi/ID/BR

1A 2A


3B 4B 5B 6B 7B 8B 1B 2B

3A4A 5A 6A 7A 8A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

I


II

III


IV

V

VI



VII

LANTANÍDEOS

ACTINÍDEOS

metais


não metais

NÃO METAIS

METAIS

Roteiro

Observe a Tabela Periódica da página ao lado. Qual é o símbolo do elemento representado no grupo 8 e 4º período?



Página 79

Fig. 1 (p. 79)

Fonte de pesquisa: Dados retirados da versão de 1º de maio de 2013 da Tabela Periódica dos Elementos da IUPAC. Disponível em:


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